[发明专利]一种在红外光谱区间测定小麦总淀粉含量及淀粉直支比的方法

说明书

本发明提供了一种在红外光谱区间测定小麦总淀粉含量及淀粉直支比的方法。测定步骤如下：小麦样品的预处理得小麦样品粉末；取样品粉末溶于有机溶剂，制备得小麦样品溶液；小麦样品淀粉含量真实值的计算；小麦样品溶液的红外光谱数据采集：将小麦样品溶液置于试管内，将液体红外探头伸入液面以下，收集红外光谱数据；小麦总淀粉含量、淀粉直支比测定模型的建立：采用数据图谱处理软件对小麦样品的红外图谱数据预处理，继而运用数据处理方法建立小麦总淀粉含量及淀粉直支比的测定模型。本发明方法，快速、精确度高；样品取样量小，接近无损检测；预处理方法操作简便，对操作人员无特殊要求；对所使用红外设备无特殊要求。

技术领域

本发明涉及谷物成分检测领域，具体涉及一种在红外光谱区间测定小麦总淀粉含量及淀粉直支比的方法。

背景技术

淀粉是植物用于储能的主要多糖之一。它广泛存在于种子、根和块茎以及茎、叶、果实和花粉中。淀粉及其衍生物是多用途、无毒的化合物，是在食品领域得到广泛应用的一种植物提取成分。淀粉是由单糖以糖苷键多分散形式均匀聚合的直链淀粉和支链淀粉组成的，而其比例主要取决于其植物来源。直链淀粉和支链淀粉的比例及其分子量分布决定了淀粉的许多物理化学性质，特别是直支比影响淀粉的溶解度、粘度、凝胶形成和糊化（增溶）温度等重要的性质，这对淀粉的应用起了决定性的影响。因此淀粉的直链淀粉含量和直支比是谷物及淀粉加工中的重要质量参数。

淀粉总淀粉含量、直链淀粉含量以及直支比通常是利用与碘络合形成的显色物质通过比色、电位等方法测定的。由于直链淀粉有与碘形成螺旋包合物的能力，其络合物显蓝色，其特征是最大吸收波长(λmax)在620nm以上。然而，这些方法还受一些影响因素的限制而导致结果并不准确。例如：支链淀粉可与碘形成络合物，从而降低了非比色法测定的游离碘浓度。支链淀粉-碘配合物显红褐色，在540nm附近波长有吸收，因此也干扰了比色方法的测量结果。 这些问题导致直链淀粉含量过高，必须应用校正程序。近年来的研究虽然提出了多种不同测定方法，但这些问题都不能完全克服。

近年来研究人员提供了多种淀粉测定方法。有研究人员发现刀豆蛋白A酶能选择性沉淀支链淀粉，经酶处理后的样品溶液可以根据碘络合显色反应，得到直链淀粉含量，并计算得到样品淀粉的直支比。此方法也被爱尔兰Megazyme酶试剂公司制成试剂盒作为本次发明的总淀粉含量和直支比真实值的测定方法。但由于此方法成本较高，样品处理繁琐，并不适用于大样本量的测定。凝胶排阻色谱在直支链淀粉含量的测定中也有应用，利用异淀粉脱脂酶将支链淀粉的支链脱掉，根据排阻色谱分离的长链淀粉和短链淀粉数量对淀粉直支比进行计算。硼酸盐络合淀粉在紫外处有吸收，对淀粉进行衍生化标记等都是有效的检测方法，但是这些方法的准确性与淀粉分子量和淀粉支链取代度有关。分子量在30000以上的淀粉分子以及聚合度过大的淀粉由于位阻原因对络合有影响，造成测定的结果不准确。利用多糖对碘的亲和程度不同形成单碘、三碘（多碘）的络合物步进可以测定淀粉直支比也可以将多糖进行来源归属分类，但其操作复杂，不易进行大规模样本处理。

红外光谱分析技术主要是反映与官能团有关的样品组分和性质信息，是一种现代光谱分析技术，具有样品前处理简单、快速，其光谱同时可获得一种或多种化学成分特征峰的优点，而且其样品、试剂损耗小，是一种典型的绿色分析技术，十分符合现代发展要求。与传统化学和物理分析技术相比，红外光谱分析技术结合建模对淀粉含量测定的突出优点是：①检测速度快、效率高；②可以实现在线分析；③结果准确、重现性好；④样品损耗低；⑤检测分析成本低。为保证红外光谱-建模法预测结果的准确性，需要获取足够多数量的样品数据。前期投入大、建模成本较高，红外光谱技术需要大量有代表性且化学值已知的样品建立模型，对小批量样品的分析不切实际。同时，也需要对定标模型进行维护。

发明内容

要解决的技术问题：本发明利用淀粉在红外光谱区间有吸收且直支链淀粉吸光度有差异，结合化学计量法进行数学建模，通过对大量河南产个品种小麦的处理得到淀粉含量及直支比的测定模型。本发明具有如下优点：利用红外光谱数据测定稳定、快速；前处理简便，样品、溶剂损耗率低。